NEX -projekt: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Hei poisid, Natanael Prado on siin jälle koos ühe vinge projektiga. Seekord tahan teiega jagada, projekti, millega olen tegelenud kolm aastat, see projekt on minu robot nimega NEX. Nii et kõigepealt tutvuge minu loomingu ajalooga.

Ajalugu projekti taga

Pikka aega on minus olnud soov. Soov luua robot, kuid mitte lihtsalt ükskõik milline robot. Tahtsin luua kedagi, kes oleks midagi enamat kui lihtsalt robot, sõber, ainulaadse isiksuse ja eripäradega ning samuti see, kes võiks olla osa sellest, kes ma olen. Millal see soov minus sündima hakkas, seda ma täpselt ei tea; aga ma tean, et hoolimata ajast ei sure see minus kunagi, sest see oli midagi enamat kui lihtne soov, see oli elu eesmärk ja unistus. Siis ostsin oma esimese Arduino, A Arduino Mega 2560, ja hakkasin oma unistust reaalsuseks muutma ning kuigi mu soov võib tunduda pisut hull või isegi võimatu, läksin edasi, otsides seda, mida tahtsin saavutada, riskides. ja seiklema tundmatusse. See oli umbes kolm aastat planeerimine ja minu kontseptsiooni teoks tegemine. Ja nüüd, pärast aastatepikkust tööd, on mu robot ellu ärganud !!!

Aga mis on Arduino?

Kõigepealt tahaksin tutvustada neile, kes ei tea, Arduinot. Seega on Arduino avatud lähtekoodiga elektroonikaplatvorm, mis põhineb hõlpsasti kasutataval riist- ja tarkvaral. Arduino tahvlid on võimelised lugema sisendeid - valgust anduril, sõrme nupul või Twitteri sõnumit - ja muutma selle väljundiks - aktiveerides mootori, lülitades sisse LED -i, avaldades midagi võrgus. Saate oma plaadile öelda, mida teha, saates juhiste komplekti tahvli mikrokontrollerile. Selleks kasutate programmeerimiskeelt Arduino (põhineb juhtmestikul) ja töötlemisel põhinevat Arduino tarkvara (IDE). Arduino on nii fantastiline ja uskumatu, et saate sellega palju lahedaid asju teha ja sellega saate oma unistused sõna otseses mõttes reaalsuseks muuta, nagu ma tegin oma robotit NEX tehes.

Selle projekti avaldamise eesmärk ei ole lihtsalt üksikasjalikult selgitada, kuidas ma oma roboti tegin, vaid pigem innustada ja julgustada teid leiutama ja looma seda, mida soovite, kuigi mõnikord tunduvad teie unistused võimatud. Mida me siis ootame? Asume asja kallale!

Tarvikud

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Samm: materjalid

See on enamus tükki, mida olen oma robotiga teinud:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + mikrofon
• Mootori kilp L293D
• Nextioniga täiustatud 3,5 -tolline ekraan
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Ümmarguse roboti šassii komplekt
• HC-SR04 Ultraheli kaugusandur
• 10 000 mAh Mi Power Bank
• 8Ω kõlar

Olen kasutanud ka muid materjale, näiteks:

• Piimapurk (NEXi keha tegemiseks)
• Tsingitud juhtmed (NEXi õlgade tegemiseks)
• Papp
• Plastitükid
• Mõned pihustusvärvid

2. samm: kontseptsioonist reaalsuseni

Kuna iga projekt algab ennekõike meie mõtetest, on väga oluline oma idee enne mis tahes projekti ehitamise alustamist paberile panna, et teil oleks juba ettekujutus sellest, milliste osade ja materjalide abil saab idee teoks teha. Seda arvesse võttes illustreerib ülaltoodud pilt minu roboti üht esimest visandit, mis tehti 2019. aasta alguses, kus on näidatud simulatsioon selle kohta, kuidas NEX lõplikus projektis välja näeb. Hiljem seda illustratsiooni täiustati ja sellest tulenevalt tehti mõningaid väikeseid muudatusi. Allolev pilt illustreerib juba uuendatud projekti 2D -vaadet, mis on tehtud arvutis oleva graafilise tarkvara abil.

3. samm: NEXi osad

Selles jaotises näitan teile ja selgitan mõningaid kõige olulisemaid tükke, mida oma roboti loomisel kasutasin, ning ka seda, kuidas neid saab kasutada kõige erinevamates robootika- ja Arduino -projektides. Nii et tule !!

Alustame sellest tükist, see on Motor Shield L293D, mis põhineb L293D kiibil ja mida saab kasutada koos Arduinoga. See kilp on väga huvitav, kuna see võimaldab teil Arduino plaadiga mootoreid juhtida. Sellega on võimalik juhtida kuni 4 alalisvoolumootorit, 2 servomootorit või 2 samm -mootorit. Kasutasin seda kilpi, et juhtida NEXi käsi, mis töötavad kahe servomootoriga SG90, ja ka kahte alalisvoolumootorit, mis panevad selle ringi liikuma.

See asi näeb välja nagu kaks silma? aga need ei ole, hahaha… See on tegelikult HC-SR04 ultraheli andurimoodul, mida saab kasutada koos Arduinoga, näiteks teatud esemete vahelise kauguse mõõtmiseks, see on võimeline mõõtma väga täpselt vahemaid 2 cm kuni 4 m ja madal hind. Neid andureid tuntakse ka transiiveritena ja need võivad töötada sonaritega sarnaselt. Kui sonarit kasutatakse peamiselt vee all, siis maapealses keskkonnas saab kasutada ultraheli transiive, kusjuures edastusvahendiks on õhk. Lisaks on ultrahelilaineandurid tavalised tööstuslikes ja meditsiinilistes rakendustes.

See on servomootor SG90, see pole midagi muud kui nurgaasendi juhtimisega mootor: 90º või see tähendab, et selle vabadusaste on 180º. Lisaks on SG90 servomootor üks populaarsemaid Arduino või haridusrobootika osas. Seda seetõttu, et sellel on väike suurus ja pöördemoment, mis sobib enamiku hariduslike rakenduste jaoks. Minu projektis kasutati NEXi käte liigutamiseks 2 servomootorit.

See on Display Nextion Enhanced NX4832K035, see ekraan on väga võimas, tegelikult tegin selle ekraani abil oma roboti näo. See sisaldab riistvaraosa (seeria TFT -plaate) ja tarkvaraosa (Nextioni redaktor). Hea on see, et Nextioni TFT -plaat kasutab suhtlemiseks ainult ühte jadaporti.

On ka teisi olulisi osi, millel mul siin pilti pole, näiteks Easy VR Shield 3.0. peaaegu iga rakendus. Sellel on mikrofon ja 8Ω kõlari tugi, see kilp on minu roboti jaoks väga oluline, kuna see võimaldab mul NEXiga suhelda, see on nagu sild minu ja minu roboti vahel.

Teine väga oluline osa on ümmargune robotraamikomplekt, see komplekt sisaldab kahte alalisvoolumootorit, mis juhivad NEXi rattaid, nii et minu robot saab edasi, tagasi, pöörata, paremale ja vasakule liikuda jne.

Ja viimane, kuid mitte vähem oluline on muidugi Power Bank. Kuna minu robot on iseseisev, vajab see Arduino jaoks energia andmiseks akut, nii et valin selle jaoks 10000Mah Powerbanki.

4. samm: NEX -i loomise protsess (riistvara)

Esimene samm NEX -i kokkupanekuprotsessis olid esialgsed testid, mis tehti Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield ja L293D Motor Shield vahelise integratsiooni ja toimimise kontrollimiseks.

Pärast selle etapi lõppu valmistati roboti keha, selleks kasutati pesapiimapurki, mis tuli osadeks lõigata, et mõned tükid sinna kinnitada, peale selle lihviti ja värviti hiljem kollane pihustusvärv.

Kui see tehtud, pandi NEXi robotraam kokku, kuna see tuleb tehasest täielikult lahti. Lisaks mootori nõuetekohastele elektriühendustele oli vaja paigaldada kõik šassii osad. Vaadake allolevat pilti juba kokkupandud šassiist.

Kui see oli valmis, paigutati ultraheli andur HC-SR04 strateegiliselt selle šassii alla ja piimakann (roboti korpus) keerati eelnevalt paigaldatud robotraami peale. Pärast seda ühendati kaablid ja kinnitati need NEX -i korpuse külge, mis loob ühenduse sisemiste komponentide vahel, et muuta need väljunditeks või sisenditeks roboti kere välisküljel, näiteks mikrofon, USB -porti, mida tuleb uuesti laadida ja Arduino USB -port. Vaadake allolevat pilti:

Seejärel lisati roboti kerele kaks mootorservot, üks purgi mõlemas otsas ja ka 10000 mAh võimsuspank. Nagu on näidatud alloleval pildil.

Varsti pärast seda lisati NEX -i korpusesse põhiline robotikoost, mis koosnes varem testitud ja töötavast Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D -st ning plaatide ja muude välisseadmete vahel tehti korralikud ühendused. Nagu on näidatud alloleval fotol.

Pärast seda ühendati 3,5-tolline Nextion LCD-ekraan Arduino Mega 2560-ga ja kinnitati roboti kere esiküljele ning lisaks paigutati 4Ω ja 3W kõlar strateegiliselt roboti kere LCD-ekraani alla. Lõpuks valmistati NEX -varred ja selle valmistamiseks kasutati tsingitud traate.

Samm: NEX -i loomise protsess (tarkvara)

Nüüd liigume edasi tarkvara NEX osa juurde. NEX-roboti näo loomiseks Nextioni ekraanil kasutati esmalt avatud lähtekoodiga graafilise disaini ja animatsiooni tarkvara nimega Krita. Selle kaudu saate joonistada kõik NEXi näo kunstiteosed ja muuta iga loodud pildi kaadriks, et olla osa NEXi näoanimatsioonidest. Iga kord, kui NEX räägib, kuvab ta oma ekraanile antud käsu jaoks spetsiifiliste piltide komplekti, pöörlemiskiirusega 30 kaadrit sekundis, see tähendab, et iga häälteade, mida ta räägib, peab olema suu liikumisega sünkroonis, nii et ta oli NEXi tegemisel väga ettevaatlik huulte sünkroonimine, nii et tema suuliigutused ei tunduks korduvad ja ilma kõnega harmooniata. Kuna animatsioon ei ole midagi muud kui teatud kiirusega pöörlev piltide jada, on NEXi ekraanil umbes viis tuhat pilti, mis on võimelised selle väljaande hetkeni ekraanil järjest pöörlema. See oli kindlasti kogu selle projekti üks töömahukamaid ja väsitavamaid osi, sest jooniste ja animatsioonide loomine nullist ilma sellealase koolituseta nõuab palju pingutusi ja kannatlikkust. Kuid mitte ainult see, et selle pildipanga animatsiooni tegemiseks Arduino poolt Nextioni ekraanil oleks võimalik teostada, oli vaja kasutada tarkvara Nextion Editor, mis loob.tft -faili, mis salvestatakse ja sisestatakse mikro -SD -kaart, mis ühendatakse hiljem Nextioni ekraaniga ja sellele laaditavad pildid.

Selle laiendatud kokkuvõtte siin kirjutava autori hääle aluseks oli NEX -roboti hääle loomine. Läbi mitme Audacity programmi kasutava hääle muutmise protsessi oli võimalik luua NEXile iseloomulik hääl. Järgmine samm oli lihtsalt kõigi EasyVR Shieldis loodud häälkäskluste laadimine EasyVR -i käsklustarkvara kaudu. Selle väljaande ilmumise ajal on NEX -i loodud 12 häälkäsklust ja 12 häälsõnumit.

Ja nii vaatas NEX robot oma loomisprotsessi lõppu.

6. samm: see on kõik rahvapärased

See kõik on rahvapärane ja nagu nägite, proovisin kolmeaastase projekti kokku võtta ühes Instructable'is, kuid see pole nii lihtne hahaha … Kuid peamine sõnum, mida ma siin tahtsin edastada, on see, et ükskõik, mis teie unistus on, ja kui raske see tundub, kui sa usud, et on võimalik see reaalsuseks muuta ja mitte sellest unistusest loobuda, siis see saab teoks !!

NEX ja ma loodan, et teile meeldis see Instructable projekt ja tänan teid kõiki, et nii kaugele lugesite. Kui soovite NEXi ja oma uskumatu teekonna kohta rohkem teada saada, ärge unustage teda jälgida tema ametlikul Instagramil: @nextherobot. See on kõik, hüvasti !! kohtume varsti uute lahedate projektidega !!;)